Assemblage par boulons HR

ASSEMBLAGES PAR BOULONS HR

Principe: les boulons HR sont des boulons à haute limite élastique comportant une rondelle incorporée. Lors du serrage ces boulons sont serrés fortement, et ainsi les efforts de glissement ne sont pas repris par cisaillement de la tige, mais adhérence entre les pièces à assembler. Ces boulons ne travaillent donc qu’en traction (le cisaillement représente en fait une sécurité en cas de surcharge), les charges ne transitant pratiquement pas par les boulons. Les boulons sont ainsi soumis presque exclusivement à la contrainte initiale de précontrainte, et ne connaissent que de très faibles variations de contrainte au cours de la vie de l’ouvrage

avantage:

Déformabilité très réduite par rapport aux autres types d’assemblages boulonnés (grande raideur)
Capacité à supporter des charges alternées
Meilleur comportement en fatigue
Le boulon HR peut travailler en pression diamétrale s’il perd sa précontrainte

Inconvénients:

on doit faire très attention aux surfaces de contact des pièces à assembler et aux traitement subis:

Grenaillage: projection à grande vitesse en atelier de petits gravillons ou grains de métal sur les produits sidérurgiques afin de les débarrasser de la rouille et de la calamine
Sablage: décapage par projections sur chantier de grains abrasifs de dimensions déterminées (e.g. grains de sable aux arêtes vives)

Soin particulier au montage nécessitant un personnel bien entraîné.
donc Coût élevé

on les utilise donc quand on doit avoir une raideur importante, ou en cas de risque de fatigue ou de glissements alternés (ponts roulants, poutres de pont roulant)

Normalisation: celle-ci est très poussée

NF E27-701 : spécifications techniques des boulons à serrage contrôlée pour la construction métallique
NF E27-711 : spécifications dimensionnelles des boulons à serrage contrôlé
NF P22-460 : disposition constructives et vérification des assemblages
NF P22-461 : détermination du coefficient conventionnel de frottement
NF P22-462 : usinage et préparation des assemblages
NF P22-463 : exécution des assemblages
NF P22-464 : programme de pose des boulons
NF P22-466 : méthodes de serrage et de contrôle des boulons
NF P22-468 : serrage par rotation contrôlée de l’écrou
NF P22-469 : étalonnage des clés dynamométrique

Fonctionnement:

Attache perpendiculaire à l’effort: les boulons créent un effort de compression assurant la transmission des efforts par frottement.

Attache parallèle à l’effort: ces assemblages fonctionnent essentiellement par décompression des pièces à assembler et non par traction directe des boulons. Voyons ce qui se passe lors de l’augmentation de traction :

lors de la mise en place des boulons les pièces sont comprimées
lors d’un effort de traction les pièces se décompriment au prix d’une faible surtension des boulons
quand l’effort F atteint l’effort de précontrainte du boulon, la compression des pièces devient nulle
au delà les pièces se décollent et le complément d’effort est repris intégralement par les boulons en traction directe. Ils fonctionnent alors comme dans un assemblage non précontraint

Types de boulons français: Il y a deux classes de boulons HR : HR1 ou HR10.9 et HR2 ou HR8.8, soit:

Repère	appellation	sr DaN/mm²	seb DaN/mm²	Allongement tige %
HR1	HR 10.9	100	90	>8
HR2	HR 8.8	80	64	>12

Outils de serrage pour précontrainte: on doit pouvoir contrôler le couple de serrage

Contrôle du couple de serrage:

Clé dynamométrique manuelle : on lit sur la clé le couple appliqué sur le boulon
Clé pneumatique : en atteignant la valeur de couple de serrage voulu, la clé débraye automatiquement

Inconvénients:

La valeur donnée par la clé est très imprécise car proportionnelle au coefficient de frottement entre la vis et l’écrou, assez variable au sein d’un même lot
Les clés doivent être étalonnées régulièrement de manière à compenser les éventuelles dérives dues à l’usure

Méthode du tour d’écrou:

Phase 1: on applique un couple de serrage correspondant à une fraction requise de la précontrainte définitive requise (40, 60, 75%) avec une clé dynamométrique
Phase 2: on applique une rotation de l’écrou avec un angle bien défini (60, 90, 120°) déterminé par des essais préalables

Cette méthode a l’avantage d’être plus précise que la méthode du contrôle du couple de serrage.

Méthode par rondelles de mesures: on utilise une rondelle comportant des bossages. Lors du serrage les bossages se déforment, et l’évaluation du serrage se fait par mesure du jeu après écrasement

Ces boulons se font en qualités 8.8 et 10.9 et sont livrés en ensemble complets vis – écrous - rondelle